地球為什么能永恒自轉下去?

傳統的觀點認為,太陽和行星皆形成于一團巨大的原始旋轉星云物質。當這些原始旋轉星云物質在自身引力作用下自行收縮時,由于角動量守恒,星云物質越收縮,越致密,旋轉也就越來越快,當星球形成后,星云物質的旋轉角動量就變成了尋求的自轉角動量。

首先,太陽系起源于一團星云物質,本身就是一種假說,所以,上述傳統的關于地球自轉起源的解釋也就是不確定的東西。我們不應該把這種解釋視為金科玉律。

其次,這種傳統解釋有許多不能自圓其說的地方。按照這種觀點,原始星云應是按照同一方向以基本相同的角速度旋轉的,這樣形成的星球則應該是質量越大,其自轉速度也越快,太陽系所有的天體應該是朝同一方向公轉和自轉。然而,太陽系的現狀卻偏偏不是這樣。一是太陽的質量約為行星總質量的750倍,占整個太陽系質量的99%以上,但是它的角動量卻只有全系統的2%,行星的質量雖小,其角動量卻很大;二是太陽系絕大多數天體是按逆時針方向旋轉的(包括公轉和自轉),但金星和少數衛星卻是按順時針方向旋轉的。

正因為傳統的關于地球自轉的解釋有許多漏洞,所以有學者提出了一些新的解釋。

美國有一位天文學家認為,原始行星不自轉。太陽對原始行星的吸引使其朝太陽的一邊隆起,凸出來。當原始行星繞太陽公轉時,這個隆起部分偏離朝太陽的方向,但是太陽對隆起部分的吸引又把它拉回朝向太陽的方向,這樣就強迫行星自轉起來。當然,這位天文學家的解釋也有許多問題,例如,為什么大多數行星斜著身子按逆時針自轉和公轉,而金星是按順時針自轉,天王星是躺著身子自轉和公轉?

現代科學研究表明,行星的自轉并非一成不變的。最為突出的是我們的地球,其自轉有明顯的波動:一年中,8月間地球自轉最快,3—4月間自轉最慢。在各個世紀和不同的年份自轉也不是均勻的,如17世紀地球自轉比較快,20世紀30—40年代自轉加快,60—70年代自轉減慢,到了80—90年代自轉又加快。

地球的自轉在不斷地變化,這說明有一處原動力在為地球的自轉加速和減速。那么,這一原動力是什么呢?

有人說,地球自轉變化與南極有關。南極的巨大冰川,現在正在慢慢融化,也就是說,南極大陸的冰塊在減少,重量正在減輕。這樣,地球失去了平衡,影響了自轉速度。但是,這種變化是單向的,它不可能既給地球自轉加速,又給自轉減速。

有一種令大多數人信服的解釋是:季風影響地球自轉。有科學家計算過,每年由季風從大陸轉移到海洋,又從海洋轉移到大陸的空氣,重量竟達300萬億噸。這么大重量的物質從地球一處轉移到另一處,足可以影響地球的重心,改變地球的角動量分布,使地球自轉發生加速或減速變化。

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